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CNC加工与压铸工艺相结合制造手机铝合金外壳

作者: 编辑: 来源: 发布日期: 2021.10.21
信息摘要:
CNC加工成本比较高,材料浪费也高。当然,这个工艺下的中框或者机壳质量也更好。压铸的原则是不浪费,节省时间和成本,但不利于后面的阳极氧化过程…
近年来,手机的外观趋势已经向金属化转变。各大厂商纷纷推出全金属手机。CNC以其高效率、高精度和稳定的加工质量成为手机外壳厂家的必备设备。很多结构工程师可能不知道具体的加工和细节,只知道产品是CNC加工的。但是,如果没有好的过程,就不会有好的结果。了解处理过程将有助于项目顺利进行。本文介绍了整个手机金属中框的加工工艺。
概述:
目前3C产品的全金属外壳制造工艺大致可以分为三种,一种是全 CNC加工,一种是压铸,或者是CNC和压铸的结合。
CNC加工工艺:
顾名思义,全数控加工就是从一种铝合金板材(金属或其他板材)开始加工。使用精密CNC加工机直接加工成手机后盖的形状,包括内框的各种台阶、凹槽和螺丝孔。
压铸工艺:
全压铸的过程与塑料制品的生产过程非常相似。都是用精密模具加工而成,只是材质由塑料改为熔融金属;
CNC结合压铸工艺:
CNC和压铸结合是先压铸,再用CNC精加工。
工艺优缺点:
CNC加工成本比较高,材料浪费也高。当然,这个工艺下的中框或者机壳质量也更好。压铸的原则是不浪费,节省时间和成本,但不利于后面的阳极氧化过程,可能会留下砂孔流痕等影响质量和外观的小问题。当然,厂商都有良品率的概念,可靠的厂商不会让这些不良品流入后期的生产环节。了解了两种工艺的异同后,我开始讲手机金属外壳的加工工艺。

CNC加工开始之前,首先需要建模和编程。3D建模的难度由产品结构决定。复杂产品的建模难度大,需要编程的流程也越来越复杂。编程包括加工过程设置、刀具选择、速度设置、每次刀具进给距离等。另外,不同产品的装夹方式不同,在加工前要设计好夹具,一些复杂的结构需要特殊的夹具。同时需要评估毛坯的大小和CNC的数量。初评的好坏直接影响到处理时间和处理成本。


在圆柱形的铝根据先前评估的坯料尺寸进行切割和挤压。这个过程被称为铝挤压,可以将铝挤压成普通的铝板,以便于加工,同时变得更致密和更硬。因为原来的铝在硬度和强度上都不够强。手机的机身一般采用铝合金制成。根据不同的配方,该材料也具有不同的特性。比如iPhone 6使用的6000系列铝合金就不够坚固,出现了大量的弯曲。iPhone 6s 使用的 7000 系列要坚固得多,但它变脆了。受压变形比较困难。一旦超过负荷,它就不会弯曲,而是断裂。铝合金的配方因制造商的不同而有所不同
CNC加工工艺:
1、铝挤压、DDG、粗铣内腔
然后将铝合金板铣成手机机身所需的尺寸,方便CNC精密加工。其次是对内腔进行粗铣,对内腔和夹具所在的立柱进行加工,在精密加工中起到固定作用。
2、铣天线槽、T加工、纳米注塑
金属体最大的缺点就是信号问题,所以必须先把金属体开槽,这样信号才能进出。然后对天线开槽机进行T型处理,将金属机身置于T液专用化学药剂中,从而在铝合金表面形成纳米级孔洞,便于纳米注射. 下一步是实现纳米注射成型。在高温高压下,特殊的塑料材料被挤入经过T处理的凹槽中。然后,实现纳米注射成型。在高温高压下,特殊的塑料材料被挤压成T型处理的凹槽。
注塑材料一般有PPS和PBT
3、精铣曲面、精铣侧面
纳米注射完成后,需要对金属材料进行表面处理,也就是手机机身的3D成型。经过这个过程,手机机身的基本造型就完成了。
4、抛光、喷砂
使用顶级高速精密数控机床,会使金属机身达到A1-A2级的清洁度,这是远远不够的。需要通过抛光工艺将机身加工到A0级光洁度,经过这一步,才能达到镜面效果。然后对金属表面进行研磨处理。喷砂是为了获得薄膜装饰的表面或精细的反射面,以满足光泽柔软度等特殊设计要求。
5、一次阳极、高光处理(金刚石切割)、内腔精铣
为使金属体不受汗液等外界因素的污染,提高其稳定性,必须进行阳极氧化处理。这也是给手机机身上色的过程。铝的阳极氧化处理是通过电流作用在金属表面形成氧化膜。它色彩丰富,色泽美观,电绝缘性好,坚硬耐磨,极耐腐蚀。

第一次阳极后,音量键、扬声器等部分需要打孔。开孔后使用最高水平的超高速数控机床切割棱角,是一个非常神秘的钻石切割环节。说钻石切割并不是因为切割出来的框架像钻石一样晶莹剔透,而是完成切割的工具是钻石。切割表壳的边缘会有很好的高光感。粗细的刀纹利用折射原理,可以大大增强装饰效果。
需要强调的是,为了保证切割的宽度和角度严格一致,需要使用一种激光对刀仪来控制刀口的厚度和修边的宽度。简单的说,激光对中工具先在要切割的地方取一个圆,然后根据被测物体的形状将测量数据反馈给数控机床,然后就可以开始切割了。
6、二次阳极,铣导电位
其次,对金属机身外表面进行二次阳极氧化,在外壳外表面形成致密坚硬的氧化膜,保证机身的耐磨性和抗污性。所述阳极氧化铝合金外壳将具有导电性差,所以有必要删除本地阳极氧化膜以暴露所述金属以获得一个良好的接地效果。这时,导电位置的CNC加工需要再次铣削。
7、热熔螺母
加工到这里基本完成。
最后,机械手用于将组装螺母插入注塑成型的塑料中,用于固定主板或其他部件。
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